بسیاری از مردم برای تعمیق درک خود از خودروها میخواهند درباره خودروها بیشتر بیاموزند، اما به دلیل پیچیدگی ساختار خودرو، همه آنها را رها میکنند. در زیر مجموعه ای از مقالات مصور خودرو را برای شما آماده کرده ایم که ساختار داخلی خودرو را با تصاویر تحلیل می کند و اصول پیچیده را به راحتی درک می کند.
تصویر
تجزیه و تحلیل انواع ساختار موتور
موتور منبع قدرت خودرو است، درست مانند قلب انسان. با این حال اندازه و ساختار قلب افراد مختلف تفاوت چندانی با هم ندارد، اما ساختار داخلی موتور خودروهای مختلف بسیار متفاوت است. بنابراین تفاوت در ساختار موتورهای مختلف چیست؟ بیایید با هم در زیر پیدا کنیم.
● منبع قدرت خودرو
تصویر
منبع تغذیه خودرو موتور است و نیروی موتور از داخل سیلندر می آید. سیلندر موتور مکانی است که انرژی داخلی سوخت به انرژی جنبشی تبدیل می شود. به سادگی می توان فهمید که سوخت در سیلندر سوزانده می شود و فشار زیادی برای فشار دادن پیستون به سمت بالا و پایین ایجاد می کند و نیرو از طریق شاتون به میل لنگ منتقل می شود و در نهایت به حرکت چرخشی و سپس از طریق گیربکس تبدیل می شود. و شفت محرک، نیرو به چرخ های محرک منتقل می شود تا خودرو را به جلو براند.
●تعداد سیلندرها نمی تواند زیاد باشد
تصویر
اکثر خودروها به طور کلی دارای موتورهای چهار سیلندر و شش سیلندر هستند. از آنجایی که قدرت موتور عمدتا از سیلندرها می آید، آیا به این معنی است که هر چه تعداد سیلندر بیشتر باشد بهتر است؟ در واقع با افزایش تعداد سیلندرها، قطعات موتور نیز افزایش می یابد. با افزایش متناظر، ساختار موتور پیچیده تر می شود که باعث کاهش قابلیت اطمینان موتور نیز می شود. علاوه بر این، هزینه ساخت موتور و هزینه های نگهداری بعدی را نیز افزایش می دهد. بنابراین، تعداد سیلندرهای یک موتور خودرو پس از یک معاوضه جامع بر اساس نیاز موتور و عملکرد آن انتخاب می شود. موتورهایی مانند V12، W12 و W16 تنها در چند خودرو با عملکرد بالا استفاده می شوند.
● ساختار موتور نوع V
تصویر
در واقع، یک درک ساده از یک موتور V شکل این است که سیلندرهای مجاور در یک زاویه خاص در کنار هم قرار می گیرند. وقتی از پهلو به آن نگاه کنید، شبیه یک V شکل است که یک موتور V شکل است. در مقایسه با موتور خطی، ارتفاع و طول موتور نوع V کاهش مییابد که میتواند پوشش موتور را پایینتر و نیازهای آیرودینامیکی را برآورده کند. سیلندرهای موتور نوع V در جهت مخالف در یک زاویه قرار گرفته اند که می تواند بخشی از ارتعاش را جبران کند. با این حال، عیب این است که باید از دو سر سیلندر استفاده شود و ساختار نسبتاً پیچیده است. اگرچه ارتفاع موتور کاهش یافته است، اما عرض آن نیز بر همین اساس افزایش یافته است و نصب دستگاه های دیگر در محفظه موتور با فضای ثابت را دشوار می کند.
●ساختار موتور نوع W
تصویر
سیلندرهای دو طرف موتور V شکل در یک زاویه کوچک به هم چسبیده و یک موتور W شکل را تشکیل می دهند. در مقایسه با موتورهای نوع V، مزیت موتورهای نوع W این است که میل لنگ می تواند کوتاه تر و وزن آن سبک تر باشد، اما عرض آن نیز بر همین اساس افزایش می یابد و محفظه موتور به طور کامل پر می شود. عیب آن این است که موتور نوع W از نظر ساختاری به دو قسمت تقسیم می شود، ساختار پیچیده تر است و در حین کار لرزش زیادی ایجاد می کند، بنابراین فقط در تعداد کمی از وسایل نقلیه استفاده می شود.
تصویر
● ساختار موتور به طور افقی مخالف است
تصویر
سیلندرهای مجاور یک موتور به صورت افقی مقابل یکدیگر قرار گرفته اند (کف پیستون رو به بیرون است). زاویه بین دو سیلندر 180 درجه است، اما اساساً با موتور 180 درجه V نوع متفاوت است. موتورهای مخالف افقی شبیه موتورهای خطی هستند که دارای یک پایه میل لنگ مشترک نیستند (یعنی یک پیستون فقط به یک پایه میل لنگ متصل است) و جهت حرکت پیستون های مقابل مخالف است، اما 180 درجه V- نوع موتور دقیقا برعکس است. مزایای موتور افقی مخالف این است که می تواند به خوبی ارتعاشات را خنثی کند و موتور را روان تر کند. مرکز ثقل پایین است و جلوی خودرو را می توان پایین تر طراحی کرد تا نیازهای آیرودینامیکی را برآورده کند. جهت شفت خروجی توان با جهت شفت انتقال مطابقت دارد و انتقال قدرت بازده بالاتری دارد. معایب: ساختار پیچیده است و تعمیر و نگهداری ناخوشایند است. فرآیند تولید سخت است و هزینه تولید بالا است. در میان خودروهای برندهای معروف، تنها پورشه و سوبارو همچنان بر استفاده از موتورهای افقی مخالف اصرار دارند.
● چرا موتور به طور مداوم نیرو ارائه می کند؟
دلیل اینکه موتور می تواند به طور مداوم نیرو را تامین کند به دلیل عملکرد منظم چرخه ای چهار حرکت ورودی، تراکم، قدرت و اگزوز در سیلندر است.
تصویر
در طول کورس مکش، زمانی که پیستون از نقطه مرگ بالا به نقطه مرده پایین در سیلندر حرکت می کند، دریچه ورودی باز می شود، دریچه اگزوز بسته می شود و هوای تازه و مخلوط بنزین به داخل سیلندر مکیده می شوند.
در طول کورس تراکم، دریچههای ورودی و خروجی بسته میشوند و پیستون از نقطه مرگ پایین به نقطه مرگ بالا حرکت میکند و گاز مخلوط را به بالای سیلندر فشرده میکند تا دمای گاز مخلوط شده افزایش یابد و برای ضربه قدرت آماده شود. .
در جریان برق، شمع گاز فشرده شده را مشتعل می کند و گاز مخلوط شده در سیلندر منفجر می شود و فشار زیادی ایجاد می کند و پیستون را از نقطه مرگ بالا به نقطه مرده پایین فشار می دهد و میل لنگ را فشار می دهد تا از طریق شاتون بچرخد. .
در طول کورس اگزوز، پیستون از نقطه مرگ پایین به نقطه مرگ بالا حرکت می کند. در این زمان، سوپاپ ورودی بسته می شود و دریچه خروجی باز می شود و گاز خروجی سوخته از طریق منیفولد اگزوز از سیلندر خارج می شود.
● قدرت موتور از انفجارها می آید
تصویر
نیرویی که موتور می تواند تولید کند در واقع از «نیروی انفجاری» در سیلندر ناشی می شود. در محفظه احتراق سیلندر مهر و موم شده، شمع جرقه مقدار معینی از مخلوط بنزین و هوا را فوراً در لحظه مناسب مشتعل می کند که باعث ایجاد نیروی انفجاری عظیم می شود. قسمت بالای محفظه احتراق ثابت است و فشار زیاد پیستون را مجبور می کند تا به سمت پایین حرکت کند. ، میل لنگ را از طریق شاتون فشار می دهد و سپس با یک سری مکانیزم ها نیرو را به چرخ های محرک منتقل می کند و در نهایت خودرو را به حرکت در می آورد.
● شمع ها استاد "انفجار" هستند
تصویر
اگر می خواهید "انفجار" در سیلندر قوی تر باشد، احتراق به موقع بسیار مهم است و شمع در سیلندر نقش "انفجار" را بازی می کند. در واقع، اصل جرقه زنی شمع تا حدودی شبیه به رعد و برق است. سر شمع دارای یک الکترود مرکزی و یک الکترود جانبی (نسبت به دو ابر با یون های قطبی مخالف) است. یک شکاف کوچک (به نام شکاف احتراق) بین دو الکترود وجود دارد. هنگامی که انرژی می گیرد، می تواند جرقه های الکتریکی تا بیش از 10،000 ولت تولید کند که می تواند فوراً گاز مخلوط شده در سیلندر را "منفجر کند".
●دریچه ورودی بزرگتر از دریچه اگزوز است
تصویر
به منظور "انفجار" مداوم در سیلندر، سوخت جدید باید به طور مداوم وارد شود و گاز خروجی باید به موقع تخلیه شود. دریچه های ورودی و خروجی نقش مهمی در این فرآیند دارند. دریچه های ورودی و خروجی توسط بادامک ها کنترل می شوند تا دو عمل "باز کردن" و "بستن" را به موقع انجام دهند. چرا سوپاپ های ورودی که می بینید همیشه بزرگتر از دریچه های خروجی هستند؟ از آنجا که هوای ورودی به طور کلی توسط خلاء مکیده می شود و اگزوز برای بیرون راندن گاز خروجی فشرده می شود، بنابراین خروجی اگزوز نسبتاً راحت تر از ورودی است. به منظور دریافت هوای تازه بیشتر برای مشارکت در احتراق، شیر ورودی باید بزرگتر باشد تا هوای ورودی بیشتری دریافت کند.
● تعداد شیرها نباید زیاد باشد
تصویر
اگر موتور دارای سوپاپ های متعدد باشد، حجم ورودی هوا در سرعت های بالا زیاد است، اگزوز تمیز است، و عملکرد موتور بهتر است (مثل یک سینما، اگر درب های زیادی وجود داشته باشد، ورود به آن بسیار آسان تر خواهد بود. بیرون). با این حال، طراحی چند سوپاپ پیچیده تر است، به خصوص روش رانندگی سوپاپ، ساختار محفظه احتراق و موقعیت شمع، که همه باید به دقت مرتب شوند. این نیاز به فرآیند تولید بالا، هزینه تولید بالا و تعمیر و نگهداری دشوار بعدی دارد. بنابراین تعداد شیرها نباید زیاد باشد. موتورهای معمولی دارای 4 سوپاپ در هر سیلندر (2 در داخل و 2 سوپاپ) هستند.
تجزیه و تحلیل اصل سوپاپ متغیر موتور
ما قبلاً در مورد ساختار اصلی و منبع قدرت موتور یاد گرفته ایم. در واقع، سرعت واقعی موتور ثابت نیست، بلکه مانند یک فرد در حال دویدن، گاهی سریع و گاهی ملایم است، بنابراین تنظیم ریتم تنفس خود از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بیایید نگاهی به نحوه "نفس کشیدن" موتور بیندازیم.
● عملکرد میل بادامک
تصویر
به بیان ساده، میل بادامک یک میله فلزی با بادامک های دیسکی شکل متعدد است. این میله فلزی چه نقشی در کارکرد موتور دارد؟ عمدتاً وظیفه باز و بسته کردن دریچه های ورودی و خروجی را بر عهده دارد. میل بادامک با هدایت میل لنگ به چرخش ادامه می دهد و بادامک به طور مداوم سوپاپ (بازوی راکر یا میله فشار) را فشار می دهد، در نتیجه باز و بسته شدن دریچه ورودی و دریچه خروجی را کنترل می کند.
●OHV، OHC، SOHC و DOHC به چه معناست؟
حروف SOHC و DOHC اغلب روی بدنه موتور دیده می شود. این حروف به چه معناست؟ OHV به شیر بالای سر و میل بادامک پایین اشاره دارد، به این معنی که میل بادامک در پایین سیلندر و سوپاپ ها در بالای سیلندر قرار گرفته اند. OHC به میل بادامک بالای سر اشاره دارد، یعنی میل بادامک در بالای سیلندر چیده شده است.
تصویر
اگر تنها یک میل بادامک در بالای سیلندر وجود داشته باشد که وظیفه باز و بسته کردن سوپاپ های ورودی و خروجی را به طور همزمان بر عهده دارد، به آن میل بادامک سقفی منفرد (SOHC) می گویند. اگر دو میل بادامک در بالای سیلندر وجود داشته باشد که وظیفه باز و بسته کردن سوپاپ های ورودی و خروجی را بر عهده دارند، به آن میل بادامک دو سر بالا (DOHC) می گویند.
تصویر
بادامک میل بادامک پایینی و بازوی تکان دهنده سوپاپ باید توسط یک شاتون فلزی متصل شوند. بادامک شاتون را بلند می کند و بازوی چرخاننده را فشار می دهد تا دریچه را باز و بسته کند. با این حال، سرعت چرخش بیش از حد بالا می تواند به راحتی باعث شکستن میله اجکتور شود، بنابراین این طرح بیشتر در موتورهایی با جابجایی زیاد، سرعت چرخش کم و دنبال کردن گشتاور زیاد استفاده می شود. میل بادامک بالای سر می تواند میله فشار را حذف کند که مکانیسم انتقال از میل بادامک به سوپاپ را ساده می کند و برای عملکرد قدرت موتور در سرعت بالا مناسب تر است. میل بادامک بالای سر به طور گسترده ای استفاده می شود.
● نقش مکانیسم توزیع گاز
تصویر
سوپاپ عمدتاً شامل قطار دنده زمان بندی، میل بادامک، اجزای انتقال سوپاپ (سوپاپ ها، میله های فشار، بازوهای راکر و غیره) است. وظیفه اصلی آن باز و بسته شدن به موقع دریچه های ورودی و خروجی هر سیلندر با توجه به شرایط کاری موتور است. ، به طوری که گاز مخلوط تازه بتواند به موقع سیلندر را پر کند و گاز خروجی به موقع از سیلندر خارج شود.
● زمان بندی سوپاپ چیست؟ چرا زمان بندی لازم است؟
به اصطلاح زمان بندی سوپاپ را می توان به سادگی به عنوان لحظه ای که دریچه باز و بسته می شود درک کرد. از نظر تئوری، در طول کورس ورودی، هنگامی که پیستون از نقطه مرگ بالا به نقطه مرده پایین حرکت می کند، دریچه ورودی باز می شود و دریچه خروجی بسته می شود. در طول کورس اگزوز، هنگامی که پیستون از نقطه مرگ پایین به نقطه مرگ بالا حرکت می کند، دریچه ورودی بسته می شود و دریچه اگزوز باز می شود.
تصویر
پس چرا باید سر وقت باشیم؟ در واقع، در عملکرد واقعی موتور، برای افزایش میزان ورودی هوا در سیلندر، باید سوپاپ ورودی از قبل باز و بعدا بسته شود. به طور مشابه، برای تخلیه گاز خروجی در پاک کننده سیلندر، سوپاپ اگزوز نیز باید از قبل باز و بعدا بسته شود. برای اطمینان از عملکرد کارآمد موتور، خاموش شدن را به تاخیر بیندازید.
●تایمینگ متغیر سوپاپ و بالابر متغیر سوپاپ چیست؟
هنگامی که موتور با سرعت بالا می چرخد، زمان مکش و خروج اگزوز هر سیلندر در یک سیکل کاری بسیار کوتاه است. برای دستیابی به راندمان شارژ بالا، زمان مکش و اگزوز سیلندر باید افزایش یابد که این الزام است. زاویه همپوشانی سوپاپ را افزایش دهید. هنگامی که موتور در سرعت پایین است، زاویه همپوشانی بیش از حد سوپاپ به راحتی باعث میشود که گاز خروجی به سمت عقب جریان یابد و در عوض حجم ورودی کاهش مییابد و منجر به ناپایداری موتور در دور آرام و گشتاور کم سرعت میشود.
تصویر
برای زمان بندی ثابت سوپاپ ها پاسخگویی همزمان به نیازهای دور موتور بالا و پایین دشوار است، بنابراین زمان بندی متغیر سوپاپ به وجود آمد. زمان بندی متغیر سوپاپ را می توان با توجه به سرعت های مختلف موتور و شرایط کاری تنظیم کرد، به طوری که موتور می تواند در سرعت های بالا و پایین به راندمان ایده آل ورودی و خروجی دست یابد.
تصویر
جوهره ای که بر قدرت موتور تأثیر می گذارد در واقع به مقدار اکسیژن ورودی به سیلندر در واحد زمان مربوط می شود. سیستم زمان بندی متغیر سوپاپ فقط می تواند زمان باز و بسته شدن شیر را تغییر دهد، اما نمی تواند مقدار هوای ورودی را در واحد زمان تغییر دهد. زمانبندی متغیر سوپاپ بالابر می تواند این تقاضا را برآورده کند. اگر سوپاپ موتور به عنوان "در" خانه در نظر گرفته شود، زمان بندی سوپاپ را می توان به عنوان زمانی که "در" باز می شود، درک کرد و بالابر سوپاپ معادل اندازه باز شدن "در" است.
● سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ تویوتا VVT-i
سیستم زمان بندی متغیر سوپاپ تویوتا به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. اصل اصلی نصب مکانیزم هیدرولیک بر روی میل بادامک است و از طریق کنترل ECU زمان باز و بسته شدن سوپاپ را در یک محدوده زاویه مشخص یا Advance، delay یا ثابت میماند.
تصویر
روتور بیرونی چرخ دنده زمان بندی میل بادامک به زنجیر تایم (تسمه) و روتور داخلی به میل بادامک متصل است. روتور بیرونی می تواند به طور غیرمستقیم روتور داخلی را از طریق روغن هیدرولیک به حرکت درآورد، در نتیجه در یک محدوده خاص به پیشروی یا تاخیر زاویه دست می یابد.
● سیستم بالابر متغیر سوپاپ هوندا i-VTEC
ساختار و اصل کار سیستم بالابر سوپاپ متغیر i-VTEC هوندا پیچیده نیست. می توان آن را به عنوان اضافه کردن یک بازوی راکر سوم و یک میل بادامک سوم به بازوی اصلی مشاهده کرد. چگونه بالابر سوپاپ را تغییر می دهد؟ به سادگی می توان فهمید که از طریق جداسازی و ادغام سه بازوی راکر، سوئیچینگ میل بادامک با زاویه بالا و پایین حاصل می شود و در نتیجه بالابر سوپاپ تغییر می کند.
تصویر
هنگامی که موتور تحت بار کم قرار دارد، سه بازوی راکر در حالت جدا قرار دارند. بازوهای راکر در دو طرف بادامک با زاویه کم باز و بسته شدن سوپاپ را کنترل می کنند و بالابر سوپاپ کوچک است. هنگامی که موتور تحت بار زیاد است، سه بازوی راکر در یک بازو ترکیب می شوند و بالابر سوپاپ کوچک است. بادامک زاویه ای بازوی تکان دهنده میانی را به حرکت در می آورد و دارای یک بالابر سوپاپ بزرگ است.
● سیستم بالابر متغیر سوپاپ BMW Valvetronic
تصویر
سیستم بالابر سوپاپ متغیر Valvetronic BMW عمدتاً با افزودن اجزایی مانند شفتهای غیرعادی، موتورهای سروو و میلههای فشار میانی به مکانیزم سوپاپ، بالابر سوپاپ را تغییر میدهد. هنگامی که موتور کار می کند، مکانیزم چرخ دنده حلزونی شفت خارج از مرکز را به سمت چرخش سوق می دهد و سپس شیر را از طریق میله فشار میانی و بازوی چرخاننده فشار می دهد. خارج از مرکز در زوایای مختلف می چرخد و میل بادامک سوپاپ را از طریق میله فشار میانی و بازوی تکان دهنده فشار می دهد تا بالابرهای مختلف تولید کند و در نتیجه بالابر سوپاپ را کنترل می کند.
● سیستم بالابر متغیر سوپاپ آئودی AVS
تصویر
سیستم بالابر سوپاپ متغیر AVS آئودی عمدتاً با تعویض دو مجموعه بادامک با ارتفاع های مختلف روی میل بادامک، بالابر سوپاپ را تغییر می دهد. اصل آن بسیار شبیه به i-VTEC هوندا است، با این تفاوت که سیستم AVS روی میل بادامک نصب شده است. آستین شیار مارپیچ روی میل بادامک برای حرکت میل بادامک به چپ و راست استفاده می شود و در نتیجه بادامک های بالا و پایین روی میل بادامک تغییر می کند.
تصویر
تصویر
هنگامی که موتور تحت بار زیاد است، درایور الکترومغناطیسی میل بادامک را به سمت راست حرکت می دهد و به بادامک با زاویه بالا سوئیچ می کند و در نتیجه بالابر سوپاپ را افزایش می دهد. هنگامی که موتور تحت بار کم است، درایور الکترومغناطیسی میل بادامک را به سمت چپ حرکت می دهد و به بادامک زاویه پایین سوئیچ می کند. ، برای کاهش لیفت سوپاپ.
تجزیه و تحلیل اصل تزریق مستقیم در سیلندر موتور
از آنجایی که الزامات انرژی و حفاظت از محیط زیست به طور فزاینده سختتر میشوند، موتورها باید به ارتقا و تکامل برای رفع نیازهای مردم ادامه دهند. من معتقدم که همه با اصطلاحاتی مانند "تزریق مستقیم درون سیلندر"، "احتراق طبقه ای" و "جابجایی متغیر" آشنا هستند. چطورکار می کنند؟ بیایید با هم در زیر پیدا کنیم.
● آیا پیستون و میل لنگ "خسته کننده ترین" هستند؟
تصویر
پس از راه اندازی و راه اندازی، "سر" پیستون در معرض دمای بالا و فشار بالا قرار می گیرد و با سرعت زیاد به بالا و پایین رفتن ادامه می دهد. محیط کار بسیار سخت است. می توان گفت که پیستون "قلب" موتور است، بنابراین دقت تولید مواد پیستون الزامات بسیار بالایی دارد.
تصویر
قرار گرفتن میل لنگ توسط پیستون نیز ناراحت کننده است، زیرا باید به طور مداوم با سرعت بالا بچرخد. میل لنگ هزاران بار در دقیقه میچرخد و وظیفه سخت راندن پمپ روغن، ژنراتور، کمپرسور تهویه مطبوع، میل بادامک و مکانیسمهای دیگر را بر عهده میگیرد. این شفت میانی قدرت موتور است، بنابراین نسبتاً "قوی" است.
● چگونه حرکت خطی را به حرکت چرخشی تبدیل کنیم؟
همه ما می دانیم که پیستون در سیلندر در یک حرکت خطی بالا و پایین می رود، اما برای خروجی نیروی چرخشی که چرخ ها را به جلو می راند، چگونه حرکت خطی به حرکت چرخشی تبدیل می شود؟ در واقع این موضوع ارتباط زیادی با ساختار میل لنگ دارد. محور شاتون میل لنگ و محور اصلی در یک خط مستقیم نیستند، بلکه برعکس قرار گرفته اند.
تصویر
این اصل حرکت در واقع من را دنبال می کند
